std::optional详解

基础介绍

c++17版本引入了std::optional特性，这一个类模板，基本的使用方法如下：

std::optional<T> 

 这个新特性的含义是利用std::optional<T>创建的某个类型的对象，这个对象存储某个类型的值，这个值可能存在，也可能不存在。

举个例子：

std::optional<int> a;  //创建一个空的std:optional对象
std::optional<int> b(21);//创建一个包含值的optional
std::optional<std::string> c("hello");  //创建一个包含值的optional

主要操作

本小节主要介绍std::optional对象的常用方法。

检查optional是否有值

optional对象采用has_value查看这个对象内是否有值，如下所示；

#include <optional>
#include <iostream>void func()
{std::optional<int> a(30);if(a.has_value()){std::cout<<" 有值 "<<std::endl;}else{std::cout<<" 没有值 "<<std::endl;}//或者采用下面的方式,这种方式是将一个类转换为某种类型if(a){std::cout<<" 有值 "<<std::endl;}
}

optional如何赋值

前面的例子中介绍采用了构造函数的方式进行初始化，除此之外还有其他的初始化方式，请看下面的示例：

#include <optional>
#include <iostream>void func()
{std::optional<int> a(30);  //初始化方式一std::optional<int> b;b = 2;  //初始化方式二
}

optional获取值

那如何从optional中如何获取值呢，请看下面的例子：

#include <optional>
#include <iostream>void func()
{std::optional<int> a(30);  //初始化方式一int value1 = a.value();int value2 = *a;  //通过解引用的方式int value3 = a.value_or(-1);  //这是一个如果有值就返回实际值，value_or的参数是默认值，如果optional中不包含值则返回这个默认值
}

optional重置

#include <optional>
#include <iostream>void func()
{std::optional<int> a(30);  //初始化方式一a.reset(); //清除值a = std::nullopt;  //另外一种方式
}

实际应用场景

1. 函数返回值
2. 类的成员变量
3. 函数的参数
4. 替代特殊值，表示无用的情况

#include <optional>
#include <string>
#include <iostream>// 示例1：函数返回值可能不存在的情况
std::optional<int> divide(int a, int b) {if (b == 0) {return std::nullopt;  // 返回空optional}return a / b;  // 返回计算结果
}// 示例2：类中使用optional成员
class User {
private:std::string name;std::optional<std::string> nickname;std::optional<int> age;public:User(const std::string& n) : name(n) {}void setNickname(const std::string& nick) {nickname = nick;}std::string getDisplayName() const {return nickname.value_or(name);  // 如果有昵称返回昵称，否则返回名字}
};// 示例3：配置选项
struct Configuration {std::optional<int> port;std::optional<std::string> host;std::optional<bool> useSSL;
};// 1. 使用optional代替特殊值
std::optional<int> parse_int(const std::string& str) {try {return std::stoi(str);} catch (...) {return std::nullopt;}
}// 2. 函数参数中的可选值
class Widget {
public:void configure(std::optional<int> width = std::nullopt,std::optional<int> height = std::nullopt) {if (width) {// 设置宽度}if (height) {// 设置高度}}
};// 3. 避免optional<optional<T>>
// 不好的写法
std::optional<std::optional<int>> bad;
// 好的写法
std::optional<int> good;

注意事项

std::optional如果利用std::nullopt赋值，则表示将这个对象进行重置，这个对象内不包含值。